JP2013107081A - 粘結剤コーテッドサンド、鋳型の製造方法、鋳型 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】耐火骨材の表面に、粘結成分としての糖類と炭素質材料とを含有する粘結層を被覆して粘結剤コーテッドサンドを調製する。粘結層に粘結成分として含有される糖類は、鋳造時に溶湯の熱で分解して多量のガスを発生し、この多量に発生するガスが鋳型の表面と溶湯との間にバリアを形成して、鋳型の表面に高温の溶湯が直接接触することを防ぐことができる。また粘結層に含有される炭素質材料によって鋳型と溶湯との濡れの悪さを高めることができる。これにより、塗型剤を必要とすることなく差し込みや焼き付きなどを抑制して、鋳物の鋳肌を向上することができる。また糖類の分解により発生するガスは、炭酸ガスや水が殆どであって、鋳造の作業環境を汚染するようなことがない。
【選択図】図1
Description
140℃に加熱したフラタリーサンド30kgをワールミキサーに入れ、これに糖類としてデキストリン(日澱化學(株)製「ND−S」)750gを水450gに溶解乃至分散させた水溶液と、炭素質材料として固定炭素量が95質量%、平均粒径が100μmの天然黒鉛の粉末を150g加え、約60秒間混練した。崩壊した後、滑剤としてステアリン酸カルシウム15gを添加して20秒間混練し、さらにエアーレーションを行なうことによって、粘結剤コーテッドサンド(1)を得た。この粘結剤コーテッドサンド(1)はさらさらとした粒状物であり、フラタリーサンドに対する糖類の質量比率は2.5%、炭素質材料の質量比率は0.5%であった。
140℃に加熱したフラタリーサンド30kgをワールミキサーに入れ、これに糖類として酵素変性デキストリン(日澱化學(株)製「アミコールNo6−H」)750gを水450gに溶解乃至分散させた水溶液と、炭素質材料として固定炭素量が70質量%、平均粒径が50μmの石炭ピッチコークスの粉末150を加え、約60秒間混練した。崩壊した後、滑剤としてステアリン酸カルシウム15gを添加して20秒間混練し、さらにエアーレーションを行なうことによって、粘結剤コーテッドサンド(2)を得た。この粘結剤コーテッドサンド(2)はさらさらとした粒状物であり、フラタリーサンドに対する糖類の質量比率は2.5%、炭素質材料の質量比率は0.5%であった。
150℃に加熱したフラタリーサンド30kgをワールミキサーに入れた。一方、糖類としてコーンスターチを750g、炭素質材料として固定炭素量が82質量%、平均粒径が30μmの天然黒鉛の粉末を150g、水500gに混合して溶解乃至分散させた水溶液を調製し、この水溶液をワールミキサーに投入して、約60秒間混練した。崩壊した後、滑剤としてステアリン酸カルシウム15gを添加して20秒間混練し、さらにエアーレーションを行なうことによって、粘結剤コーテッドサンド(3)を得た。この粘結剤コーテッドサンド(3)はさらさらとした粒状物であり、フラタリーサンドに対する糖類の質量比率は2.5%、炭素質材料の質量比率は0.5%であった。
140℃に加熱したフラタリーサンド30kgをワールミキサーに入れ、これに炭素質材料として固定炭素量が80質量%、平均粒径が30μmの石炭ピッチコークスの粉末を150g加えて、約15秒間混合し、次に糖類としてデキストリン(日澱化學(株)製「ND−S」)750gを水450gに溶解乃至分散させた水溶液を加えて、約60秒間混練した。崩壊した後、滑剤としてステアリン酸カルシウム15gを添加して20秒間混練し、さらにエアーレーションを行なうことによって、粘結剤コーテッドサンド(4)を得た。この粘結剤コーテッドサンド(4)はさらさらとした粒状物であり、フラタリーサンドに対する糖類の質量比率は2.5%、炭素質材料の質量比率は0.5%であった。
140℃に加熱したフラタリーサンド30kgをワールミキサーに入れ、これに糖類としてデキストリン(日澱化學(株)製「ND−S」)750gを水450gに溶解乃至分散させた水溶液を加えて、15秒間混練し、次に炭素質材料として固定炭素量が80質量%、平均粒径が30μmの石炭ピッチコークスの粉末を180g加えて、約45秒間混練した。崩壊した後、滑剤としてステアリン酸カルシウム15gを添加して20秒間混練し、さらにエアーレーションを行なうことによって、粘結剤コーテッドサンド(5)を得た。この粘結剤コーテッドサンド(5)はさらさらとした粒状物であり、フラタリーサンドに対する糖類の質量比率は2.5%、炭素質材料の質量比率は0.6%であった。
糖類としてデキストリン(日澱化學(株)製「ND−S」)を750g、炭素質材料として固定炭素量が80質量%、平均粒径が30μmの石炭ピッチコークスの粉末を180g、それぞれ水1500gに加えて、良く混合することによって分散乃至溶解させた。次にこの液をステンレスバットに払い出し、これを80℃の乾燥器に入れて約12時間を要して乾燥させた後、冷却し、粒径100μm以下に粉砕した。
上記の(粘結剤コーテッドサンド(1)の調製)において、炭素質材料を加えないようにした他は、同じようにして、粘結剤コーテッドサンド(7)を得た。この粘結剤コーテッドサンド(7)はさらさらとした粒状物であり、フラタリーサンドに対する糖類の質量比率は2.5%、炭素質材料の質量比率は0%であった。
上記の(粘結剤コーテッドサンド(2)の調製)において、炭素質材料を加えないようにした他は、同じようにして、粘結剤コーテッドサンド(8)を得た。この粘結剤コーテッドサンド(8)はさらさらとした粒状物であり、フラタリーサンドに対する糖類の質量比率は2.5%、炭素質材料の質量比率は0%であった。
粘結剤コーテッドサンド(1)〜(8)を用いて鋳型を作製した。すなわち、キャビティの大きさが20mm×10mm×80mmに形成された成形型を120℃に予熱して用い、そしてまず、粘結剤コーテッドサンド(1)〜(8)を、ゲージ圧力0.1MPaの空気圧で成形型内に吹き込んで充填した(図1(b)参照)。
ガス発生量(mL/cm3)=
発生したガス量(mL)/試験片の体積(cm3)
これらの結果を表2に示す。
成形型1として、図3に示すように、上下割の型1a,1bからなるものを用いた。上の型1aに下方へ開口する半球状凹面の凹所6aを設けると共に上面と凹所6aとに面して開口する注入口3を形成した。また下の型1bの上面に半球状突面のコア部6bを設け、コア部6aの外側に上下に連通するエアーベント7を形成した。そして上下の型1a,1bを型締めすることによって、凹所6aとコア部6bの間にキャビティ6が形成され、注入口3及びエアーベント7がこのキャビティ6に連通するようになっている。
2 粘結剤コーテッドサンド
Claims (12)
- 耐火骨材の表面に、粘結成分としての糖類と炭素質材料とを含有する粘結層を被覆して成ることを特徴とする粘結剤コーテッドサンド。
- 粘結剤コーテッドサンドを用いて造型された鋳型を1000℃で120秒間加熱したときのガス発生量が、鋳型1cm3当り35mL以上であることを特徴とする請求項1に記載の粘結剤コーテッドサンド。
- 粘結剤コーテッドサンドは、水蒸気で加熱して粘結層の糖類を粘結・固化させることにより鋳型を造型するために用いられるものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の粘結剤コーテッドサンド。
- 炭素質材料の固定炭素量が50〜98質量%であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の粘結剤コーテッドサンド。
- 耐火骨材に糖類と炭素質材料を同時に加えて混合することによって、耐火骨材の表面に糖類と炭素質材料を含有する粘結層が被覆されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の粘結剤コーテッドサンド。
- 耐火骨材に糖類と炭素質材料とを予め混合したものを加えて混合することによって、耐火骨材の表面に糖類と炭素質材料を含有する粘結層が被覆されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の粘結剤コーテッドサンド。
- 耐火骨材に炭素質材料を加えて混合した後、これに糖類を加えて混合することによって、耐火骨材の表面に糖類と炭素質材料を含有する粘結層が被覆されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の粘結剤コーテッドサンド。
- 耐火骨材に糖類を加えて混合した後、これに炭素質材料を加えて混合することによって、耐火骨材の表面に糖類と炭素質材料を含有する粘結層が被覆されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の粘結剤コーテッドサンド。
- 請求項1乃至8のいずれかに記載の粘結剤コーテッドサンドを成形型内に充填し、この成形型内に水蒸気を通して水蒸気により粘結層の糖類を粘結・固化させることを特徴とする鋳型の製造方法。
- 水蒸気として過熱水蒸気を用いることを特徴とする請求項9に記載の鋳型の製造方法。
- 成形型内に水蒸気を通した後、成形型内に乾燥気体を通すことによって成形型内を乾燥することを特徴とする請求項9又は10に記載の鋳型の製造方法。
- 請求項9乃至11のいずれかに記載の方法によって製造されたものであることを特徴とする鋳型。
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